[发明专利]一种还原氧化石墨烯/二氧化锡纳米复合吸波材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种还原氧化石墨烯/二氧化锡纳米复合吸波材料及其制备方法。以氧化石墨烯为模板，五水合四氯化锡为金属盐，通过一步水热法，制得还原氧化石墨烯/二氧化锡纳米复合材料。该制备方法绿色环保、无任何有毒害副产物产生、制备工艺简单。制得的纳米复合材料电磁波吸收能力强、吸收频带宽、厚度薄，通过调节材料组成和吸波涂层的厚度可以实现对不同波段的电磁波有效吸收，在电磁吸收和电磁屏蔽领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于电磁波吸收材料领域，具体涉及一种还原氧化石墨烯基纳米复合吸波材料的制备方法。

技术背景

随着军事领域中的电磁隐身技术的发展需要以及电磁干扰、电磁污染问题的日趋严重，电磁波吸收材料的开发已经成为功能材料领域的一个研究热点。然而，传统的电磁波吸收材料，如铁氧体、金属微粉和碳化硅等，通常存在吸收频带窄、密度高的缺点，因而限制了它们在实际中的应用。因此，开发“厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸收强度大”的新型电磁波吸收材料具有重要的应用前景。

纳米材料具有量子效应、宏观量子隧道效应、小尺寸效应和界面效应等特性。当纳米粒子的电子能级发生分裂时，能够对电磁波产生较强的吸收。此外，纳米材料的比表面积大，表面原子比例高，在电磁辐射下，高浓度晶界和晶界原子的特殊结构导致原子、电子的自由运动加剧，使得电磁能转化为热能，增强了对电磁波的吸收能力。因此，纳米材料在电磁波吸收领域的应用得到广泛关注。

还原氧化石墨烯(RGO)是一种新型的二维碳纳米材料，它一般由天然鳞片石墨经过化学氧化-还原法制得。该法制备的RGO片层的表面存在大量的缺陷，并且表面和边缘携带丰富的含氧官能团(-COOH、-OH、-C-O-C-等)，不仅有助于提高RGO的电磁阻抗匹配特性；而且缺陷对电磁波产生极化弛豫，含氧官能团对电磁波产生电偶极子弛豫，使得RGO与石墨、碳纳米管等相比，具有更强的介电损耗和电磁波吸收能力。因此，RGO在电磁波吸收领域具有重要的应用前景。

二氧化锡(SnO₂)是一种性能优良的半导体金属化合物，具有良好的化学稳定性和热稳定性，低成本，宽带隙和介电损耗等特性。然而，单一的SnO₂用作电磁波吸收材料时存在密度大、吸收强度弱、吸收频带窄等问题，因此限制其在电磁波吸收领域的应用。为了提高SnO₂的电磁波吸收性能，可以将SnO₂与还原氧化石墨烯进行复合，构建还原氧化石墨烯/二氧化锡(RGO/SnO₂)纳米复合材料。通过电导损耗、介电损耗的协同作用和多重极化效应增强其对电磁波的衰减能力。

本发明以氧化石墨烯(GO)为模板，五水合四氯化锡为金属盐，采用简单的一步水热法制备RGO/SnO₂纳米复合吸波材料。通过调节材料组成和涂层的厚度可以实现对不同波段的电磁波有效吸收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种还原氧化石墨烯/二氧化锡纳米复合吸波材料及其制备方法，该复合材料不但具有厚度薄、吸收强度大、吸收频带宽、吸收波段易调控等特点，而且其制备过程简单、绿色环保。

本发明通过以下技术方案实现：

一种还原氧化石墨烯/二氧化锡纳米复合吸波材料，所述的纳米复合吸波材料由二维片状RGO表面均匀负载纳米尺寸的SnO₂粒子组成。

一种还原氧化石墨烯/二氧化锡纳米复合吸波材料制备方法，其步骤如下：

(1)取1个100mL烧杯，加入30mL去离子水，边搅拌边加入20mg氧化石墨，超声30min，剧烈搅拌2h，配制成浓度为0.67mg/mL的氧化石墨烯(GO)水分散液；